PHP7新特性之抽象语法树(AST)带来的变化详解

这里大部分内容参照 AST 的 RFC 文档而成:https://wiki.php.net/rfc/abstractsyntaxtree,为了易于理解从源文档中节选部分进行介绍。

本文并不会告诉你抽象语法树是什么,这需要你自己去了解,这里只是描述 AST 给 PHP 带来的一些变化。

新的执行过程

PHP7 的内核中有一个重要的变化是加入了 AST。在 PHP5中,从 php 脚本到 opcodes 的执行的过程是:

Lexing:词法扫描分析,将源文件转换成 token 流;

Parsing:语法分析,在此阶段生成 op arrays。

PHP7 中在语法分析阶段不再直接生成 op arrays,而是先生成 AST,所以过程多了一步:

Lexing:词法扫描分析,将源文件转换成 token 流;

Parsing:语法分析,从 token 流生成抽象语法树;

Compilation:从抽象语法树生成 op arrays。

执行时间和内存消耗

从以上的步骤来看,这比之前的过程还多了一步,所以按常理来说这反而会增加程序的执行时间和内存的使用。但事实上内存的使用确实增加了,但是执行时间上却有所降低。

以下结果是使用小(代码大约 100 行)、中(大约 700 行)、大(大约 2800 行)三个脚本分别进行测试得到的,测试脚本: https://gist.github.com/nikic/289b0c7538b46c2220bc.

每个文件编译 100 次的执行时间(注意文章的测试结果时间是 14 年,PHP7 还叫 PHP-NG 的时候):

php-ng   php-ast   diff  
SMALL   0.180s   0.160s   -12.5%  
MEDIUM   1.492s   1.268s   -17.7%  
LARGE   6.703s   5.736s   -16.9%  

单次编译中的内存峰值:

php-ng   php-ast   diff  
SMALL   378kB   414kB   +9.5%  
MEDIUM   507kB   643kB   +26.8%  
LARGE   1084kB   1857kB   +71.3%  

单次编译的测试结果可能并不能代表实际使用的情况,以下是使用 PhpParser 进行完整项目测试得到的结果:

php-ng   php-ast   diff  
TIME   25.5ms   22.8ms   -11.8%  
MEMORY   2360kB   2482kB   +5.1%  

测试表明,使用 AST 之后程序的执行时间整体上大概有 10% 到 15% 的提升,但是内存消耗也有增加,在大文件单次编译中增加明显,但是在整个项目执行过程中并不是很严重的问题。

还有注意的是以上的结果都是在没有 Opcache 的情况下,生产环境中打开 Opcache 的情况下,内存的消耗增加也不是很大的问题。

语义上的改变

如果仅仅是时间上的优化,似乎也不是使用 AST 的充足理由。其实实现 AST 并不是基于时间优化上的考虑,而是为了解决语法上的问题。下面来看一下语义上的一些变化。

yield 不需要括号

在 PHP5 的实现中,如果在一个表达式上下文(例如在一个赋值表达式的右侧)中使用 yield,你必须在 yield 申明两边使用括号:

<?php $result = yield fn(); // 不合法的 $result = (yield fn()); // 合法的

这种行为仅仅是因为 PHP5 的实现方式的限制,在 PHP7 中,括号不再是必须的了。所以下面这些写法也都是合法的:

<?php $result = yield; $result = yield $v; $result = yield $k => $v;

当然了,还得遵循 yield 的应用场景才行。

括号不影响行为

在 PHP5 中,($foo)['bar'] = 'baz' 和 $foo['bar'] = 'baz' 两个语句的含义不一样。事实上前一种写法是不合法的,你会得到下面这样的错误:

<?php ($foo)['bar'] = 'baz'; # PHP Parse error: Syntax error, unexpected '[' on line 1

但是在 PHP7 中,两种写法表示同样的意思。

同样,如果函数的参数被括号包裹,类型检查存在问题,在 PHP7 中这个问题也得到了解决:

<?php function func() { return []; } function byRef(array &$a) { } byRef((func()));

以上代码在 PHP5 中不会告警,除非使用 byRef(func()) 的方式调用,但是在 PHP7 中,不管 func() 两边有没有括号都会产生以下错误:

PHP Strict standards:  Only variables should be passed by reference ...

list() 的变化

list 关键字的行为改变了很多。list 给变量赋值的顺序(等号左右同时的顺序)以前是从右至左,现在是从左到右:

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